PFS – SuMIRe

Le spectrographe PFS  du projet Subaru Measurement of Images and Redshifts (SuMIRe) a été approuvé par la communauté japonaise comme l’un des principaux instruments futurs du télescope Subaru de 8,2 mètres à Mauna Kea, Hawaï. Ce spectrographe optique/néo-infrarouge multi-fibres est destiné à la cosmologie avec des relevés de galaxies, l’archéologie galactique et l’étude de l’évolution des galaxies/AGN.

Tirant parti du large champ de vision de Subaru, qui est encore étendu grâce au correcteur à grand champ récemment achevé, PFS nous permettra d’effectuer la spectroscopie multifibre de 2400 cibles dans un diamètre de 1,3 degré. Une microlentille est fixée à l’entrée de chaque fibre pour transformer le rapport F en un rapport plus grand, ce qui permet de surmonter les difficultés de conception du spectrographe. Les fibres sont placées avec précision sur les cibles par des positionneurs, chacun composé de deux étages de moteurs rotatifs piézo-électriques, par itérations en utilisant des mesures de position de fibres rétro-éclairées avec une caméra de métrologie à grand champ. Les fibres transportent ensuite la lumière vers un ensemble de quatre spectrographes de Schmidt rapides identiques, dotés chacun de trois bras de couleur : les gammes de longueurs d’onde de 0,38 um à 1,3 um seront observées simultanément avec un pouvoir de résolution moyen de 3000.

Avant et pendant l’ère des très grands télescopes, PFS offrira la possibilité unique d’obtenir les spectres de 2400 cibles cosmologiques/astrophysiques simultanément avec un télescope de 8 à 10 mètres.

LA collaboration PFS menée par IPMU, consiste de USP/LNA au Brésil, Caltech/JPL, Princeton, & JHU aux USA, LAM (CNRS/AMU) en France, ASIAA à Taiwan, and NAOJ/Subaru.

Le travail du LAM sur le PFS de Subaru se concentre sur deux éléments majeurs, le système spectrographique et le pipeline de réduction des données.

Le système spectrographique (SpS) est composé de quatre modules spectrographiques identiques alimentés par 600 fibres chacun. Chaque module comprend trois canaux couvrant respectivement les gammes de longueurs d’onde 0.38-0.65µm (« Bleu »), 0.63-0.97µm (« Rouge »), et 0.94-1.26µm (« NIR ») ; avec un pouvoir de résolution qui progresse assez régulièrement d’environ 2200 dans le bleu à environ 5000 dans l’infrarouge. Le canal Rouge comprend un mécanisme d’échange pour la composante dispersive, permettant un mode d’observation « moyenne résolution » (avec un pouvoir de résolution supérieur à 5000).

Tous les composants opto-mécaniques du spectrographe sont montés sur un banc optique en fibre de carbone de 2.4×1.9m. Tous les éléments (à l’exception des cryostats) seront équipés de déflecteurs pour empêcher la lumière parasite et la poussière de pénétrer.

Le système spectrographique sera installé dans une salle à environnement contrôlé (Spectrograph Clean Room) à l’étage IR4 du télescope SUBARU, au sommet du Mauna Kea (Hawaï). Le système spectrographique est de conception modulaire afin de permettre l’assemblage, l’intégration et les tests (AI&T) et son transport en toute sécurité jusqu’au sommet.

Pour minimiser les activités d’intégration et de test au sommet, chacun des quatre modules du spectrographe sera d’abord entièrement intégré et validé au LAM (France) avant d’être expédié à Hawaï.

Parallèlement à ces activités SpS, l’équipe logicielle concevra et développera un pipeline complet de réduction de données capable de traiter les 2400 spectres, de les réduire et d’effectuer l’analyse sur les spectres 1D.